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JP6323511B2 - Driver condition detection apparatus and method - Google Patents

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JP6323511B2
JP6323511B2 JP2016166124A JP2016166124A JP6323511B2 JP 6323511 B2 JP6323511 B2 JP 6323511B2 JP 2016166124 A JP2016166124 A JP 2016166124A JP 2016166124 A JP2016166124 A JP 2016166124A JP 6323511 B2 JP6323511 B2 JP 6323511B2
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Description

ここに開示された技術は、運転者の体調を検知する運転者体調検知装置及び方法に関するものである。   The technology disclosed herein relates to a driver physical condition detection apparatus and method for detecting a physical condition of a driver.

交通事故の死亡原因の一つに、運転中における運転者の体調の急変がある。運転者の体調の急変の要因には、脳血管疾患及び心疾患等の種々の疾患が含まれており、体調の急変により運転が継続できなくなった運転者の状態は一定ではない。従来、運転者の体調の急変を検出する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載の技術では、運転者の運転姿勢に基づいて、運転者の異常を推定し、体調悪化の兆候を検出しようとしている。   One of the causes of traffic accident deaths is a sudden change in the physical condition of the driver while driving. Factors that cause a sudden change in the physical condition of the driver include various diseases such as a cerebrovascular disease and a heart disease, and the state of the driver who cannot continue driving due to the sudden change in the physical condition is not constant. Conventionally, a technique for detecting a sudden change in the physical condition of a driver is known (for example, see Patent Document 1). In the technique described in Patent Document 1, an abnormality of the driver is estimated based on the driving posture of the driver, and an attempt is made to detect a sign of deterioration in physical condition.

特開2015−021912号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-021912

一般に、運転者の運転姿勢自体に大きな変化が現れるのは、ある程度、異常状態が進行した後であることが多い。しかしながら、運転者の安全を確保するためには、異常状態が進行する前の早い段階で、運転者の体調の異常を検出することが必要である。   In general, a large change in the driving posture of the driver often appears after an abnormal state has progressed to some extent. However, in order to ensure the safety of the driver, it is necessary to detect an abnormality in the physical condition of the driver at an early stage before the abnormal state proceeds.

ここに開示された技術は、異常状態が進行する前の早い段階で、運転者の体調の異常を検出することを目的とする。   The technique disclosed here aims to detect an abnormality in the physical condition of the driver at an early stage before the abnormal state progresses.

ここに開示された技術の一態様は、車両を運転する運転者の体調を検知する運転者体調検知装置であって、前記車両の走行中の動きの変化を検出する車両検出部と、前記運転者の動きの変化を検出する運転者検出部と、前記走行中の動きの変化に対する前記運転者の動きの変化の追従度合を算出する演算部と、前記追従度合に基づき、前記運転者の体調が異常であるか否かの判定処理を実行する体調判定部と、を備え、前記演算部は、前記追従度合として、前記走行中の動きの変化に対する前記運転者の動きの変化の時間遅れを算出し、前記体調判定部は、前記時間遅れが基準時間以下のときに、前記運転者の体調が異常であると判定するものである。 One aspect of the technology disclosed herein is a driver physical condition detection device that detects a physical condition of a driver who drives a vehicle, the vehicle detection unit detecting a change in movement of the vehicle, and the driving A driver detection unit that detects a change in the driver's movement, a calculation unit that calculates a tracking degree of the change in the driver's movement with respect to the change in the driving motion, and a physical condition of the driver based on the tracking degree A physical condition determination unit that executes a determination process for determining whether or not the vehicle is abnormal, and the calculation unit calculates, as the follow-up degree, a time delay of the change in the driver's movement with respect to the change in the movement during the travel. calculated, the physical condition judging unit, the when the time delay is less than the reference time, the physical condition of the driver is shall be determined to be abnormal.

この態様では、車両の走行中の動きの変化に対する運転者の動きの変化の追従度合が演算部によって算出される。追従度合に基づき、運転者の体調が異常であるか否かの判定処理が、体調判定部によって実行される。車両の走行中の動きの変化に対する運転者の動きの変化の追従度合は、運転者の体調が異常になり始めた段階で、首又は上半身の筋力が低下するため、体調が正常なときと異なるものとなる。したがって、本態様によれば、異常状態が進行する前の早い段階で、運転者の体調の異常を検出することができる。
また、この態様では、追従度合として、車両の走行中の動きの変化に対する運転者の動きの変化の時間遅れが演算部によって算出される。時間遅れが基準時間以下のときに、運転者の体調が異常であると体調判定部によって判定される。運転者の体調が異常になり始めた段階で、首又は上半身の筋力が低下すると、車両の走行中の動きの変化に対する運転者の動きの変化の時間遅れが小さくなる。したがって、本態様によれば、異常状態が進行する前の早い段階で、運転者の体調の異常を検出することができる。
In this aspect, the calculation unit calculates the degree of follow-up of the change in the driver's movement with respect to the change in the movement while the vehicle is running. Based on the degree of follow-up, the physical condition determining unit determines whether or not the driver's physical condition is abnormal. The degree of follow-up of the change in the driver's movement relative to the change in movement while the vehicle is running is different from when the physical condition is normal because the muscle strength of the neck or upper body decreases when the driver's physical condition begins to become abnormal It will be a thing. Therefore, according to this aspect, it is possible to detect an abnormality in the physical condition of the driver at an early stage before the abnormal state proceeds.
Further, in this aspect, the time delay of the change in the driver's movement relative to the change in the movement while the vehicle is traveling is calculated by the calculation unit as the tracking degree. When the time delay is equal to or less than the reference time, the physical condition determination unit determines that the physical condition of the driver is abnormal. When the muscle strength of the neck or upper body decreases at the stage where the driver's physical condition begins to become abnormal, the time delay of the change in the driver's movement with respect to the change in the movement while the vehicle is traveling is reduced. Therefore, according to this aspect, it is possible to detect an abnormality in the physical condition of the driver at an early stage before the abnormal state proceeds.

上記態様において、例えば、前記車両検出部は、前記車両の左右方向における前記走行中の動きの変化を検出してもよい。前記運転者検出部は、前記左右方向における前記運転者の動きの変化を検出してもよい。前記演算部は、前記左右方向における前記走行中の動きの変化に対する、前記左右方向における前記運転者の動きの変化の追従度合を算出してもよい。   In the above aspect, for example, the vehicle detection unit may detect a change in movement during the traveling in the left-right direction of the vehicle. The driver detection unit may detect a change in the movement of the driver in the left-right direction. The calculation unit may calculate a follow-up degree of a change in the driver's movement in the left-right direction with respect to a change in the movement in the left-right direction.

この態様では、車両の左右方向における走行中の動きの変化に対する、車両の左右方向における運転者の動きの変化の追従度合が算出される。車両の左右方向における動きの変化に対する、車両の左右方向における運転者の動きの変化の追従度合は、車両の前後方向の場合に比べて、運転者の体調が異常になり始めた段階で、体調が正常なときと大きく異なるものとなる。したがって、本態様によれば、異常状態が進行する前の早い段階で、運転者の体調の異常を検出することができる。   In this aspect, the degree of follow-up of the change in the movement of the driver in the left-right direction of the vehicle with respect to the change in the movement in the left-right direction of the vehicle is calculated. The degree of follow-up of the change in the movement of the driver in the left-right direction of the vehicle relative to the change in the movement in the left-right direction of the vehicle is higher than that in the front-rear direction of the vehicle. Is significantly different from when normal. Therefore, according to this aspect, it is possible to detect an abnormality in the physical condition of the driver at an early stage before the abnormal state proceeds.

上記態様において、例えば、前記運転者検出部は、前記運転者の動きの変化として、前記運転者の重心位置の変化を検出してもよい。前記演算部は、前記走行中の動きの変化に対する前記重心位置の変化の追従度合を算出してもよい。   In the above aspect, for example, the driver detection unit may detect a change in the center of gravity position of the driver as a change in the driver's movement. The calculation unit may calculate a follow-up degree of the change in the center of gravity position with respect to the change in movement during the traveling.

この態様では、運転者の動きの変化として、運転者の重心位置の変化が、運転者検出部によって検出される。車両の走行中の動きの変化に対する運転者の重心位置の変化の追従度合が、演算部によって算出される。車両の走行中の動きの変化に対する運転者の重心位置の変化の追従度合は、運転者の体調が異常になり始めた段階で、首又は上半身の筋力が低下するため、体調が正常なときと異なるものとなる。したがって、本態様によれば、異常状態が進行する前の早い段階で、運転者の体調の異常を検出することができる。   In this aspect, a change in the driver's center of gravity is detected by the driver detection unit as a change in the driver's movement. The degree of follow-up of the change in the center of gravity position of the driver with respect to the change in the movement of the vehicle while traveling is calculated by the calculation unit. The degree of follow-up of the change in the center of gravity of the driver with respect to the change in the movement of the vehicle while the vehicle is running is because the muscle strength of the neck or upper body decreases when the driver's physical condition begins to become abnormal. It will be different. Therefore, according to this aspect, it is possible to detect an abnormality in the physical condition of the driver at an early stage before the abnormal state proceeds.

上記態様において、例えば、前記運転者検出部は、前記運転者の動きの変化として、前記運転者の頭部の加速度を検出してもよい。前記演算部は、前記走行中の動きの変化に対する前記頭部の加速度の追従度合を算出してもよい。   In the above aspect, for example, the driver detection unit may detect acceleration of the driver's head as a change in the driver's movement. The calculation unit may calculate a tracking degree of acceleration of the head with respect to a change in movement during the traveling.

この態様では、運転者の動きの変化として、運転者の頭部の加速度が、運転者検出部によって検出される。車両の走行中の動きの変化に対する運転者の頭部の加速度の追従度合が、演算部によって算出される。車両の走行中の動きの変化に対する運転者の頭部の加速度の追従度合は、運転者の体調が異常になり始めた段階で、首又は上半身の筋力が低下するため、体調が正常なときと異なるものとなる。したがって、本態様によれば、異常状態が進行する前の早い段階で、運転者の体調の異常を検出することができる。   In this aspect, the driver's head acceleration is detected by the driver detection unit as a change in the driver's movement. The degree of follow-up of the acceleration of the driver's head with respect to a change in movement while the vehicle is running is calculated by the calculation unit. The degree of follow-up of acceleration of the driver's head with respect to changes in the movement of the vehicle while the vehicle is running is because the muscle strength of the neck or upper body decreases when the driver's physical condition begins to become abnormal, and when the physical condition is normal It will be different. Therefore, according to this aspect, it is possible to detect an abnormality in the physical condition of the driver at an early stage before the abnormal state proceeds.

上記態様において、例えば、前記演算部は、前記走行中の動きの時間変化と前記運転者の動きの時間変化との相互相関を計算して、前記時間遅れを算出してもよい。   In the above aspect, for example, the calculation unit may calculate the time delay by calculating a cross-correlation between the time change of the movement while traveling and the time change of the driver's movement.

この態様では、車両の走行中の動きの時間変化と運転者の動きの時間変化との相互相関が演算部によって計算されて、時間遅れが算出される。したがって、本態様によれば、時間遅れを精度良く算出することができる。   In this aspect, the cross-correlation between the time change of the movement of the vehicle while the vehicle is moving and the time change of the driver's movement is calculated by the calculation unit, and the time delay is calculated. Therefore, according to this aspect, the time delay can be calculated with high accuracy.

上記態様において、例えば、前記体調判定部は、前記走行中の動きの変化の大きさが予め定められた閾値以上のときのみ、前記判定処理を実行してもよい。   In the above aspect, for example, the physical condition determination unit may execute the determination process only when the magnitude of the change in movement during the traveling is equal to or greater than a predetermined threshold.

この態様では、車両の走行中の動きの変化の大きさが予め定められた閾値以上のときのみ、判定処理が体調判定部によって実行される。車両の走行中の動きの変化の大きさが予め定められた閾値未満の場合には、車両の走行中の動きの変化に対する運転者の動きの変化の追従度合について、運転者の体調が正常である場合と異常である場合との間で有意差を示さないことがある。したがって、本態様によれば、運転者の体調が異常であるか否かを精度良く判定することができる。   In this aspect, the physical condition determination unit executes the determination process only when the magnitude of the change in movement during the traveling of the vehicle is equal to or greater than a predetermined threshold. If the magnitude of the change in movement of the vehicle is less than a predetermined threshold, the driver's physical condition is normal with respect to the degree of follow-up of the change in movement of the driver with respect to the change in movement of the vehicle. It may not show a significant difference between certain cases and abnormal cases. Therefore, according to this aspect, it is possible to accurately determine whether or not the driver's physical condition is abnormal.

上記態様において、例えば、前記車両検出部は、前記走行中の動きの変化として前記車両の加速度を検出する加速度センサを含んでもよい。   In the above aspect, for example, the vehicle detection unit may include an acceleration sensor that detects acceleration of the vehicle as a change in movement during the traveling.

この態様では、車両の走行中の動きの変化として車両の加速度が加速度センサによって検出される。車両の加速度に対する運転者の動きの変化の追従度合に基づき、判定処理が体調判定部によって実行される。車両の加速度に対する運転者の動きの変化の追従度合は、運転者の体調が異常になり始めた段階で、体調が正常なときと異なるものとなる。したがって、本態様によれば、異常状態が進行する前の早い段階で、運転者の体調の異常を検出することができる。   In this aspect, the acceleration of the vehicle is detected by the acceleration sensor as a change in the movement of the vehicle during traveling. Based on the degree of follow-up of the change in the movement of the driver with respect to the acceleration of the vehicle, the determination process is executed by the physical condition determination unit. The degree of follow-up of the change in the movement of the driver with respect to the acceleration of the vehicle is different from that when the physical condition is normal at the stage where the physical condition of the driver starts to become abnormal. Therefore, according to this aspect, it is possible to detect an abnormality in the physical condition of the driver at an early stage before the abnormal state proceeds.

ここに開示された技術の他の態様は、車両を運転する運転者の体調を検知する運転者体調検知装置における運転者体調検知方法であって、前記車両の走行中の動きの変化を検出する車両検出工程と、前記運転者の動きの変化を検出する運転者検出工程と、前記走行中の動きの変化に対する前記運転者の動きの変化の追従度合を算出する演算工程と、前記追従度合に基づき、前記運転者の体調が異常であるか否かの判定処理を実行する体調判定工程と、を備え、前記演算工程は、前記追従度合として、前記走行中の動きの変化に対する前記運転者の動きの変化の時間遅れを算出し、前記体調判定工程は、前記時間遅れが基準時間以下のときに、前記運転者の体調が異常であると判定するものである。 Another aspect of the technology disclosed herein is a driver physical condition detection method in a driver physical condition detection device that detects a physical condition of a driver driving a vehicle, and detects a change in movement of the vehicle during traveling. A vehicle detection step, a driver detection step for detecting a change in the driver's movement, a calculation step for calculating a follow-up degree of the change in the driver's movement relative to the change in the movement during the travel, and the follow-up degree. And a physical condition determination step for performing a determination process as to whether or not the driver's physical condition is abnormal, and the calculation step includes, as the follow-up degree, the driver's change with respect to a change in movement during the travel. calculating a time delay of motion changes, the physical condition determining step, wherein when the time delay is less than the reference time, the physical condition of the driver is shall be determined to be abnormal.

この態様では、車両の走行中の動きの変化に対する運転者の動きの変化の追従度合が演算工程において算出される。追従度合に基づき、運転者の体調が異常であるか否かの判定処理が、体調判定工程において実行される。車両の走行中の動きの変化に対する運転者の動きの変化の追従度合は、運転者の体調が異常になり始めた段階で、首又は上半身の筋力が低下するため、体調が正常なときと異なるものとなる。したがって、本態様によれば、異常状態が進行する前の早い段階で、運転者の体調の異常を検出することができる。
また、この態様では、追従度合として、車両の走行中の動きの変化に対する運転者の動きの変化の時間遅れが演算工程によって算出される。時間遅れが基準時間以下のときに、運転者の体調が異常であると体調判定工程によって判定される。運転者の体調が異常になり始めた段階で、首又は上半身の筋力が低下すると、車両の走行中の動きの変化に対する運転者の動きの変化の時間遅れが小さくなる。したがって、本態様によれば、異常状態が進行する前の早い段階で、運転者の体調の異常を検出することができる。
In this aspect, the degree of follow-up of the change in the driver's movement with respect to the change in the movement of the vehicle while traveling is calculated in the calculation step. Based on the degree of follow-up, a process for determining whether or not the driver's physical condition is abnormal is executed in the physical condition determination step. The degree of follow-up of the change in the driver's movement relative to the change in movement while the vehicle is running is different from when the physical condition is normal because the muscle strength of the neck or upper body decreases when the driver's physical condition begins to become abnormal It will be a thing. Therefore, according to this aspect, it is possible to detect an abnormality in the physical condition of the driver at an early stage before the abnormal state proceeds.
In this aspect, the time delay of the change in the driver's movement relative to the change in the movement while the vehicle is traveling is calculated as the tracking degree by the calculation step. When the time delay is equal to or shorter than the reference time, the physical condition determination step determines that the driver's physical condition is abnormal. When the muscle strength of the neck or upper body decreases at the stage where the driver's physical condition begins to become abnormal, the time delay of the change in the driver's movement with respect to the change in the movement while the vehicle is traveling is reduced. Therefore, according to this aspect, it is possible to detect an abnormality in the physical condition of the driver at an early stage before the abnormal state proceeds.

本開示の一態様によれば、車両の走行中の動きの変化に対する運転者の動きの変化の追従度合に基づき、運転者の体調が異常であるか否かの判定処理が実行されるため、異常状態が進行する前の早い段階で、運転者の体調の異常を検出することができる。   According to one aspect of the present disclosure, since the determination process of whether or not the driver's physical condition is abnormal is executed based on the degree of tracking of the change in the driver's movement with respect to the change in the movement of the vehicle while traveling, An abnormality in the physical condition of the driver can be detected at an early stage before the abnormal state progresses.

第1実施形態の運転者体調検知装置が搭載された車両の構成を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram showing roughly the composition of vehicles in which the driver physical condition detection device of a 1st embodiment is carried. シートセンサにより検出される、運転者用シートに着座した運転者の圧力分布の一例を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly an example of the pressure distribution of the driver | operator who seated on the driver | operator's seat detected by a seat sensor. 車両の左右方向における加速度の時間データ、重心位置演算部によってメモリに保存された運転者の重心位置の時間データ、及びこれらの相互相関の一例を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly an example of the time data of the acceleration in the left-right direction of a vehicle, the time data of the driver | operator's gravity center position preserve | saved in memory by the gravity center position calculating part, and these cross correlations. 車両の左右方向における加速度の時間データ、重心位置演算部によってメモリに保存された運転者の重心位置の時間データ、及びこれらの相互相関の一例を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly an example of the time data of the acceleration in the left-right direction of a vehicle, the time data of the driver | operator's gravity center position preserve | saved in memory by the gravity center position calculating part, and these cross correlations. 第1実施形態の運転者体調検知装置における車両の加速度取得手順の一例を概略的に示すフローチャートである。It is a flowchart which shows roughly an example of the acceleration acquisition procedure of the vehicle in the driver | operator's physical condition detection apparatus of 1st Embodiment. 第1実施形態の運転者体調検知装置における時間遅れの学習値を算出する手順の一例を概略的に示すフローチャートである。It is a flowchart which shows roughly an example of the procedure which calculates the learning value of a time delay in the driver | operator's physical condition detection apparatus of 1st Embodiment. 第1実施形態の運転者体調検知装置において運転者の体調を判定する手順の一例を概略的に示すフローチャートである。It is a flowchart which shows roughly an example of the procedure which determines a driver | operator's physical condition in the driver | operator physical condition detection apparatus of 1st Embodiment. 上記第1実施形態の運転者体調検知装置が搭載された車両の図1と異なる構成を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows roughly the structure different from FIG. 1 of the vehicle by which the driver | operator's physical condition detection apparatus of the said 1st Embodiment is mounted. 図8の構成において運転者の体調を判定する手順の一例を概略的に示すフローチャートである。It is a flowchart which shows roughly an example of the procedure which determines a driver | operator's physical condition in the structure of FIG. 第2実施形態の運転者体調検知装置が搭載された車両の構成を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows roughly the structure of the vehicle by which the driver | operator's physical condition detection apparatus of 2nd Embodiment is mounted. 車両の動きの左右方向における加速度の時間変化と、運転者の頭部の動きの左右方向における加速度の時間変化とを概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the time change of the acceleration in the left-right direction of a motion of a vehicle, and the time change of the acceleration in the left-right direction of a driver | operator's head movement. 車両の動きの左右方向における加速度の時間変化と、運転者の頭部の動きの左右方向における加速度の時間変化とを概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the time change of the acceleration in the left-right direction of a motion of a vehicle, and the time change of the acceleration in the left-right direction of a driver | operator's head movement. 車両の左右方向における加速度の時間データと運転者の頭部の左右方向における加速度の時間データとの一例を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly an example of the time data of the acceleration in the left-right direction of a vehicle, and the time data of the acceleration in the left-right direction of a driver | operator's head. 車両の左右方向における加速度の時間データと運転者の頭部の左右方向における加速度の時間データとの一例を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly an example of the time data of the acceleration in the left-right direction of a vehicle, and the time data of the acceleration in the left-right direction of a driver | operator's head. この第2実施形態の運転者体調検知装置における頭部の加速度取得手順の一例を概略的に示すフローチャートである。It is a flowchart which shows roughly an example of the acceleration acquisition procedure of the head in the driver | operator's physical condition detection apparatus of this 2nd Embodiment. この第2実施形態の運転者体調検知装置における時間遅れの学習値を算出する手順の一例を概略的に示すフローチャートである。It is a flowchart which shows roughly an example of the procedure which calculates the learning value of a time delay in the driver | operator's physical condition detection apparatus of this 2nd Embodiment. この第2実施形態の運転者体調検知装置において運転者の体調を判定する手順の一例を概略的に示すフローチャートである。It is a flowchart which shows roughly an example of the procedure which determines a driver | operator's physical condition in the driver | operator physical condition detection apparatus of this 2nd Embodiment. 上記第2実施形態の運転者体調検知装置が搭載された車両の図10と異なる構成を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows roughly the structure different from FIG. 10 of the vehicle by which the driver | operator's physical condition detection apparatus of the said 2nd Embodiment is mounted. 図18の構成において運転者の体調を判定する手順の一例を概略的に示すフローチャートである。It is a flowchart which shows roughly an example of the procedure which determines a driver | operator's physical condition in the structure of FIG.

(本開示に係る一態様の着眼点)
まず、本開示に係る一態様の着眼点が説明される。本発明者は、種々の実験を重ねるうちに、運転者の体調が正常なときと異常なときとで、車両の動きの変化に対する運転者の動きの追従度合が相違することを見出した。
(Focus point of one aspect according to the present disclosure)
First, an aspect of one aspect according to the present disclosure will be described. The present inventor has found that the degree of follow-up of the driver's movement with respect to a change in the movement of the vehicle is different depending on whether the driver's physical condition is normal or abnormal while repeating various experiments.

この相違について、発明者は、以下のように解釈している。すなわち、体調が正常な運転者は、直線道路からカーブに進入すると、車両から左右方向における加速度が作用されることを予期している。そこで、首又は上半身の筋力を用いて、車両から作用される左右方向における加速度に抵抗しようとする。その結果、車両の動きの変化に対する運転者の動きの追従度合は低下する。   The inventor interprets this difference as follows. That is, a driver who is in good physical condition expects acceleration in the left-right direction from the vehicle when entering a curve from a straight road. Therefore, the muscle strength of the neck or upper body is used to resist the lateral acceleration applied from the vehicle. As a result, the degree of follow-up of the driver's movement with respect to a change in the movement of the vehicle decreases.

これに対して、運転者が体調不良のときには、若干の意識低下に起因して、特に首の筋力が低下し、その結果、上半身の筋力が低下する。このため、車両の動きの変化に対する運転者の動きの追従度合は上昇する。ここで、「車両の左右方向」は、車両の前後方向に水平面内で直交する方向である。言い換えると、「車両の左右方向」は、直線道路を走行中の車両の進行方向に水平面内で直交する方向である。「車両の左右方向」は、「車幅方向」又は「車両の横方向」ということもできる。   On the other hand, when the driver is in poor physical condition, the muscle strength of the neck particularly decreases due to a slight decrease in consciousness, and as a result, the muscle strength of the upper body decreases. For this reason, the degree of follow-up of the driver's movement with respect to a change in the movement of the vehicle increases. Here, the “left-right direction of the vehicle” is a direction orthogonal to the front-rear direction of the vehicle within a horizontal plane. In other words, the “left-right direction of the vehicle” is a direction perpendicular to the traveling direction of the vehicle traveling on the straight road in the horizontal plane. The “left-right direction of the vehicle” can also be referred to as “vehicle width direction” or “vehicle lateral direction”.

なお、以下では、体調不良の運転者を模擬的に実現するために、視覚及び聴覚が奪われた被験者を助手席に着座させて、実験が実施された。視覚及び聴覚が奪われているため、被験者は、カーブに進入する際に、車両から左右方向における加速度が作用されることを予期することができない。このため、首又は上半身の筋力を用いて、車両から作用される左右方向における加速度に抵抗しようとすることが困難となる。このようにして、首又は上半身の筋力が低下した体調不良の運転者が模擬的に実現されている。   In the following, an experiment was conducted with a subject who was deprived of vision and hearing seated in a passenger seat to simulate a driver with poor physical condition. Since the visual and auditory senses are deprived, the subject cannot expect that the acceleration in the left-right direction is applied from the vehicle when entering the curve. For this reason, it becomes difficult to resist the acceleration in the left-right direction applied from the vehicle using the muscle strength of the neck or upper body. In this way, a driver with poor physical condition in which the muscle strength of the neck or upper body is reduced is realized in a simulated manner.

以上のような考察から、本発明者は、車両の動きの変化に対する運転者の動きの追従度合を調べることによって、運転者の体調不良を早期に発見することが可能であることを見出した。   From the above consideration, the present inventor has found that it is possible to detect a driver's poor physical condition at an early stage by examining the degree of tracking of the driver's movement with respect to a change in the movement of the vehicle.

(実施の形態)
以下、図面を参照しつつ、本開示の実施の形態が説明される。なお、各図では、同様の要素には同様の符号が付され、適宜、説明が省略される。
(Embodiment)
Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. In each figure, the same numerals are given to the same element, and explanation is omitted suitably.

(第1実施形態)
図1は、第1実施形態の運転者体調検知装置が搭載された車両の構成を概略的に示すブロック図である。車両10は、例えば4輪自動車である。車両10は、図1に示されるように、加速度センサ102、シートセンサ103、警報音発生器201、警報ランプ202、電子制御ユニット(ECU)300を備える。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of a vehicle on which the driver physical condition detection device of the first embodiment is mounted. The vehicle 10 is a four-wheeled vehicle, for example. As shown in FIG. 1, the vehicle 10 includes an acceleration sensor 102, a seat sensor 103, an alarm sound generator 201, an alarm lamp 202, and an electronic control unit (ECU) 300.

加速度センサ102(車両検出部の一例)は、車両10の例えば直交3軸方向の加速度を検出する。加速度センサ102は、検出した車両10の加速度をECU300に出力する。シートセンサ103は、運転者用シートの座面部に配置されている。シートセンサ103は、例えば32×32個の圧電素子を含み、運転者用シートに着座した運転者の圧力分布を検出する。シートセンサ103は、検出データをECU300に出力する。   The acceleration sensor 102 (an example of a vehicle detection unit) detects the acceleration of the vehicle 10 in, for example, three orthogonal axes. The acceleration sensor 102 outputs the detected acceleration of the vehicle 10 to the ECU 300. The seat sensor 103 is disposed on the seat surface portion of the driver's seat. The seat sensor 103 includes, for example, 32 × 32 piezoelectric elements, and detects the pressure distribution of the driver seated on the driver's seat. The sheet sensor 103 outputs detection data to the ECU 300.

警報音発生器201は、例えば電子ブザーを含み、運転者への警報音を発生する。警報ランプ202は、例えば発光ダイオードを含み、運転者への警報を表示する。なお、警報ランプ202は、専用のランプに限られず、計器パネルのメータ等を点滅させることにより、警報ランプとして兼用してもよい。   The alarm sound generator 201 includes, for example, an electronic buzzer and generates an alarm sound for the driver. The alarm lamp 202 includes, for example, a light emitting diode, and displays an alarm to the driver. The alarm lamp 202 is not limited to a dedicated lamp, and may be used as an alarm lamp by blinking a meter on an instrument panel.

ECU300は、車両10の全体の動作を制御する。ECU300は、メモリ310、中央演算処理装置(CPU)320、その他の周辺回路を含む。メモリ310は、例えば、フラッシュメモリなどの半導体メモリ、ハードディスク、又は他の記憶素子で構成される。メモリ310は、プログラムを保存するメモリ、データを一時的に保存するメモリ等を含む。メモリ310は、プログラムを保存する領域、データを一時的に保存する領域等を備えた単一のメモリで構成されていてもよい。   ECU 300 controls the overall operation of vehicle 10. ECU 300 includes a memory 310, a central processing unit (CPU) 320, and other peripheral circuits. The memory 310 is composed of, for example, a semiconductor memory such as a flash memory, a hard disk, or another storage element. The memory 310 includes a memory that stores a program, a memory that temporarily stores data, and the like. The memory 310 may be composed of a single memory having an area for storing a program, an area for temporarily storing data, and the like.

CPU320は、メモリ310に保存されているプログラムに従って動作することにより、加速度制御部321、体調判定部322、警報制御部325、圧力データ取得部351、重心位置演算部352、相互相関演算部361、及び学習値制御部362として機能する。   The CPU 320 operates in accordance with a program stored in the memory 310, whereby an acceleration control unit 321, a physical condition determination unit 322, an alarm control unit 325, a pressure data acquisition unit 351, a centroid position calculation unit 352, a cross correlation calculation unit 361, And the learning value control unit 362.

加速度制御部321は、予め定められた時間(例えば100msec)毎に、加速度センサ102から出力される車両10の例えば直交3軸方向の加速度データから車両10の動きの左右方向における加速度を取得する。加速度制御部321は、予め定められた時間分(本実施形態では、例えば10秒間)の、車両10の動きの左右方向における加速度の時間データをメモリ310に保存する。例えば予め定められた時間が10秒間で、100msec毎に加速度のデータが加速度センサ102から取得される場合には、100個の加速度の時間データがメモリ310に保存されることとなる。   The acceleration control unit 321 acquires acceleration in the left-right direction of the movement of the vehicle 10 from, for example, acceleration data in the orthogonal three-axis directions of the vehicle 10 output from the acceleration sensor 102 at predetermined time (for example, 100 msec). The acceleration control unit 321 stores time data of acceleration in the left-right direction of the movement of the vehicle 10 for a predetermined time (in this embodiment, for example, 10 seconds). For example, if the predetermined time is 10 seconds and acceleration data is acquired from the acceleration sensor 102 every 100 msec, 100 acceleration time data are stored in the memory 310.

圧力データ取得部351は、シートセンサ103から出力される各圧電素子の圧力データを取得する。圧力データ取得部351は、取得した圧力データを重心位置演算部352に出力する。重心位置演算部352は、圧力データ取得部351からの圧力データを用いて、車両10の左右方向における運転者の重心位置を算出する。重心位置演算部352は、予め定められた時間分の運転者の重心位置のデータをメモリ310に保存する。この実施形態では、予め定められた時間は、例えば10秒間である。   The pressure data acquisition unit 351 acquires pressure data of each piezoelectric element output from the sheet sensor 103. The pressure data acquisition unit 351 outputs the acquired pressure data to the gravity center position calculation unit 352. The center-of-gravity position calculation unit 352 calculates the center-of-gravity position of the driver in the left-right direction of the vehicle 10 using the pressure data from the pressure data acquisition unit 351. The center-of-gravity position calculation unit 352 stores data on the center-of-gravity position of the driver for a predetermined time in the memory 310. In this embodiment, the predetermined time is, for example, 10 seconds.

図2は、シートセンサ103により検出される、運転者用シートに着座した運転者の圧力分布の一例を概略的に示す図である。図2では、圧力値の等しい等圧線が示されている。図2において、密になっている等圧線の中心位置の圧力値が最も高くなっている。   FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an example of the pressure distribution of the driver seated on the driver's seat detected by the seat sensor 103. FIG. 2 shows isobaric lines having the same pressure value. In FIG. 2, the pressure value at the center position of the dense isobaric line is the highest.

シートセンサ103は、各圧電素子の座標と圧力値との組を、例えばシリアルデータとして、ECU300に出力する。圧力データ取得部351は、受け取ったシリアルデータを加工して、各圧電素子の座標と圧力値との組を重心位置演算部352に出力する。重心位置演算部352は、各圧電素子の座標と圧力値との組から、車両10の左右方向(図2ではX軸方向)における運転者の重心位置を算出する。重心位置演算部352は、例えばX軸における原点からの距離として、運転者の重心位置を算出する。   The sheet sensor 103 outputs a set of coordinates and pressure values of each piezoelectric element to the ECU 300 as serial data, for example. The pressure data acquisition unit 351 processes the received serial data and outputs a set of coordinates and pressure values of each piezoelectric element to the barycentric position calculation unit 352. The center-of-gravity position calculation unit 352 calculates the center-of-gravity position of the driver in the left-right direction of the vehicle 10 (the X-axis direction in FIG. 2) from the set of coordinates and pressure values of each piezoelectric element. The center-of-gravity position calculation unit 352 calculates the center-of-gravity position of the driver, for example, as the distance from the origin on the X axis.

図1に戻って、相互相関演算部361は、加速度制御部321によってメモリ310に保存された車両10の左右方向における加速度の時間データと、重心位置演算部352によってメモリ310に保存された運転者の重心位置の時間データと、の相互相関を計算する。相互相関は、2つの関数(本実施形態では、車両10の左右方向における加速度の時間データを表す関数及び運転者の重心位置の時間データを表す関数)を畳み込む畳み込みの式のうち、片方の関数の信号配列の順序を逆順にして畳み込むと、求められる。相互相関演算部361は、求めた相互相関から時間遅れを算出する。   Returning to FIG. 1, the cross-correlation calculation unit 361 includes time data of acceleration in the left-right direction of the vehicle 10 stored in the memory 310 by the acceleration control unit 321 and the driver stored in the memory 310 by the gravity center position calculation unit 352. The cross-correlation with the time data of the centroid position is calculated. The cross-correlation is one of the convolution formulas that convolve two functions (in this embodiment, a function representing time data of acceleration in the left-right direction of the vehicle 10 and a function representing time data of the center of gravity of the driver). Is obtained by conversing the signal array in the reverse order. The cross correlation calculation unit 361 calculates a time delay from the obtained cross correlation.

図3、図4は、車両10の左右方向における加速度の時間データ、重心位置演算部352によってメモリ310に保存された運転者の重心位置の時間データ、及びこれらの相互相関の一例を概略的に示す図である。図3、図4のセクション(A)は、車両10の左右方向における加速度CAの時間データと運転者の左右方向における重心位置GCの時間データとを示す。図3、図4のセクション(A)において、横軸は時間[秒]を表し、左側の縦軸は加速度[G]を表し、右側の縦軸は重心位置[cm]を表す。図3のセクション(A)は、体調が正常な運転者の場合を示し、図4のセクション(A)は、体調が異常な運転者の場合を示す。   FIGS. 3 and 4 schematically show examples of acceleration time data in the left-right direction of the vehicle 10, time data of the driver's center of gravity position stored in the memory 310 by the center-of-gravity position calculation unit 352, and cross-correlation examples thereof. FIG. The section (A) in FIGS. 3 and 4 shows time data of the acceleration CA in the left-right direction of the vehicle 10 and time data of the center-of-gravity position GC in the left-right direction of the driver. 3 and 4, the horizontal axis represents time [seconds], the left vertical axis represents acceleration [G], and the right vertical axis represents the gravity center position [cm]. The section (A) in FIG. 3 shows the case of a driver who is in a normal physical condition, and the section (A) in FIG. 4 shows the case of a driver in an abnormal physical condition.

図3、図4のセクション(B)は、セクション(A)に示される加速度CAの時間データと重心位置GCの時間データとの相互相関MCを示す。図3、図4のセクション(B)において、横軸は時間遅れを表し、縦軸は相関値の大きさを表す。   The section (B) in FIGS. 3 and 4 shows the cross-correlation MC between the time data of the acceleration CA shown in the section (A) and the time data of the barycentric position GC. 3 and 4, the horizontal axis represents time delay, and the vertical axis represents the magnitude of the correlation value.

図3のセクション(B)は、相関値のピーク値が(−1)に近いので負の相関があることを表し、時間遅れ「0」に対して相関値のピーク値がずれているので、時間遅れTDがあることを表す。図4のセクション(B)は、相関値のピーク値が(−1)に近いので負の相関があることを表し、時間遅れ「0」と相関値のピーク値とが一致しているので、時間遅れがないことを表す。   Section (B) in FIG. 3 shows that there is a negative correlation because the peak value of the correlation value is close to (−1), and the peak value of the correlation value is shifted with respect to the time delay “0”. It represents that there is a time delay TD. Section (B) in FIG. 4 indicates that there is a negative correlation because the peak value of the correlation value is close to (−1), and the time delay “0” matches the peak value of the correlation value. Indicates no time delay.

図3、図4のセクション(A)に示されるように、直線道路を走行していた車両10がカーブに進入することによって、車両10の左右方向における加速度が増大し、この加速度の増大に応じて、運転者の左右方向における重心位置が移動する。体調が正常な運転者は、車両10の左右方向における加速度が増大すると、この加速度の増大によって視界が妨げられないように、上半身に力を入れて、良好な視界を維持しようとする。このため、図3のセクション(B)に示されるように、加速度CAの時間データと重心位置GCの時間データとの相互相関MCに、時間遅れTDが生じる。   As shown in the section (A) of FIGS. 3 and 4, when the vehicle 10 traveling on the straight road enters the curve, the acceleration in the left-right direction of the vehicle 10 increases, and the acceleration increases accordingly. Thus, the position of the center of gravity in the left-right direction of the driver moves. When the acceleration in the left-right direction of the vehicle 10 increases, the driver who is in a normal physical condition tries to maintain a good field of view by putting power on the upper body so that the field of view is not hindered by the increase in the acceleration. For this reason, as shown in section (B) of FIG. 3, a time delay TD occurs in the cross-correlation MC between the time data of the acceleration CA and the time data of the center of gravity position GC.

これに対して、体調不良の運転者は、車両10の左右方向における加速度が増大すると、上半身に力を入れることが困難であるため、加速度の増大に応じて、重心位置が移動してしまう。その結果、図4のセクション(B)に示されるように、加速度CAの時間データに対して、重心位置GCの時間データに時間遅れが殆ど生じない。   On the other hand, when the acceleration in the left-right direction of the vehicle 10 increases, it is difficult for a driver with poor physical condition to apply force to the upper body, so that the position of the center of gravity moves according to the increase in acceleration. As a result, as shown in section (B) of FIG. 4, there is almost no time delay in the time data of the center of gravity position GC with respect to the time data of the acceleration CA.

図1に戻って、学習値制御部362は、車両10のイグニションスイッチがオンにされてから予め定められた時間が経過するまでの間は、運転者の体調が正常であるとみなして、この間に得られた加速度CAの時間データと重心位置GCの時間データとの相互相関の時間遅れの平均値を学習値としてメモリ310に保存する。   Returning to FIG. 1, the learning value control unit 362 considers that the physical condition of the driver is normal until a predetermined time elapses after the ignition switch of the vehicle 10 is turned on. The average value of the time delay of the cross-correlation between the time data of the acceleration CA and the time data of the center of gravity position GC obtained in the above is stored in the memory 310 as a learning value.

体調判定部322は、車両10の左右方向における加速度CAの時間データと運転者の重心位置GCの時間データとの相互相関の時間遅れと、メモリ310に保存されている学習値とを比較し、その比較結果に基づき、運転者の体調が異常であるか否かを判定する。具体的には、体調判定部322は、加速度CAの時間データと重心位置GCの時間データとの相互相関の時間遅れが学習値のK1倍以下であれば、運転者の体調が異常であると判定する。係数K1は、1未満の値であり、本実施形態では例えば、K1=0.5に設定されている。体調判定部322は、運転者の体調が異常であると判定すると、運転者の体調が異常であることを警報制御部325に通知する。   The physical condition determination unit 322 compares the time delay of the cross-correlation between the time data of the acceleration CA in the left-right direction of the vehicle 10 and the time data of the center of gravity position GC of the driver with the learning value stored in the memory 310, Based on the comparison result, it is determined whether or not the driver's physical condition is abnormal. Specifically, the physical condition determination unit 322 determines that the physical condition of the driver is abnormal if the time delay of the cross-correlation between the time data of the acceleration CA and the time data of the gravity center position GC is equal to or less than K1 times the learning value. judge. The coefficient K1 is a value less than 1, and in this embodiment, for example, K1 = 0.5 is set. If the physical condition determination unit 322 determines that the driver's physical condition is abnormal, the physical condition determination unit 322 notifies the alarm control unit 325 that the physical condition of the driver is abnormal.

体調判定部322は、車両10の動きの左右方向における加速度が予め定められた加速度閾値ACth以上のときにのみ、運転者の体調が異常であるか否かの判定を行う。この理由は、車両10の動きの左右方向における加速度が小さいときは、運転者が正常である場合と異常である場合とで、加速度CAの時間データと重心位置GCの時間データとの相互相関の時間遅れに有意差が生じないからである。この実施形態では例えば、ACth=0.1[G]に設定されている。   The physical condition determination unit 322 determines whether or not the driver's physical condition is abnormal only when the acceleration in the left-right direction of the movement of the vehicle 10 is equal to or greater than a predetermined acceleration threshold ACth. The reason for this is that when the acceleration in the left-right direction of the movement of the vehicle 10 is small, the correlation between the time data of the acceleration CA and the time data of the center of gravity position GC depends on whether the driver is normal or abnormal. This is because there is no significant difference in time delay. In this embodiment, for example, ACth = 0.1 [G] is set.

警報制御部325は、運転者の体調が異常であることが体調判定部322から通知されると、警報音発生器201を作動させるとともに、警報ランプ202を点滅させて、運転者に注意を促す。警報制御部325は、例えばブレーキを動作させて車両10を減速又は停止させたり、ステアリングホイールを制御して車両10を路肩に移動させたりして、運転者の運転を支援してもよい。   When notified from the physical condition determination unit 322 that the physical condition of the driver is abnormal, the alarm control unit 325 activates the alarm sound generator 201 and blinks the alarm lamp 202 to alert the driver. . For example, the alarm control unit 325 may assist the driver's driving by operating a brake to decelerate or stop the vehicle 10 or control the steering wheel to move the vehicle 10 to the road shoulder.

図5は、第1実施形態の運転者体調検知装置における車両の加速度取得手順の一例を概略的に示すフローチャートである。図5のフローは、予め定められた時間(例えば100msec)毎に実行される。ステップS2500において、加速度制御部321は、加速度センサ102から出力される車両10の例えば直交3軸方向の加速度データから車両10の動きの左右方向における加速度を取得する。ステップS2510において、加速度制御部321は、予め定められた時間分(本実施形態では、例えば10秒間)の、車両10の動きの左右方向における加速度の時間データをメモリ310に保存する。つまり、加速度制御部321は、新しい加速度のデータが得られると、最も古い加速度のデータをメモリ310から消去して、予め定められた時間分の加速度のデータがメモリ310に保存されるようにしている。その後、図5の処理は終了する。   FIG. 5 is a flowchart schematically illustrating an example of a vehicle acceleration acquisition procedure in the driver physical condition detection device of the first embodiment. The flow in FIG. 5 is executed every predetermined time (for example, 100 msec). In step S <b> 2500, the acceleration control unit 321 acquires the acceleration in the left-right direction of the movement of the vehicle 10 from the acceleration data of the vehicle 10 output from the acceleration sensor 102 in, for example, orthogonal three-axis directions. In step S2510, the acceleration control unit 321 stores time data of acceleration in the left-right direction of the movement of the vehicle 10 for a predetermined time (in this embodiment, for example, 10 seconds). That is, when new acceleration data is obtained, the acceleration control unit 321 deletes the oldest acceleration data from the memory 310 so that the acceleration data for a predetermined time is stored in the memory 310. Yes. Thereafter, the process of FIG. 5 ends.

図6は、第1実施形態の運転者体調検知装置における時間遅れの学習値を算出する手順の一例を概略的に示すフローチャートである。図6のフローは、予め定められた時間(例えば100msec)毎に実行される。   FIG. 6 is a flowchart schematically showing an example of a procedure for calculating a learning value of time delay in the driver physical condition detection device of the first embodiment. The flow in FIG. 6 is executed every predetermined time (for example, 100 msec).

ステップS2600において、圧力データ取得部351は、圧力データをシートセンサ103から取得する。ステップS2610において、重心位置演算部352は、運転者の左右方向における重心位置を算出する。重心位置演算部352は、予め定められた時間分の運転者の重心位置の時間データをメモリ310に保存する。   In step S <b> 2600, the pressure data acquisition unit 351 acquires pressure data from the sheet sensor 103. In step S2610, the center-of-gravity position calculation unit 352 calculates the center-of-gravity position of the driver in the left-right direction. The center-of-gravity position calculation unit 352 stores time data of the driver's center-of-gravity position for a predetermined time in the memory 310.

ステップS2620において、学習値制御部362は、車両10のイグニションスイッチがオンにされてから予め定められた時間が経過したか否かを判定する。   In step S2620, learned value control unit 362 determines whether or not a predetermined time has elapsed since the ignition switch of vehicle 10 was turned on.

車両10のイグニションスイッチがオンにされてから予め定められた時間が経過していなければ(ステップS2620でNO)、処理はS2630に進む。一方、車両10のイグニションスイッチがオンにされてから予め定められた時間が経過していれば(ステップS1720でYES)、図6の処理は終了する。すなわち、ステップS2620でNOであれば、運転者の体調が正常であるとみなされて、処理はステップS2630に進んで、学習値を求める処理が行われる。一方、ステップS2620でYESであれば、学習値を求める処理は行わずに、図6の処理は終了する。   If the predetermined time has not elapsed since the ignition switch of vehicle 10 was turned on (NO in step S2620), the process proceeds to S2630. On the other hand, if a predetermined time has elapsed since the ignition switch of vehicle 10 was turned on (YES in step S1720), the process in FIG. 6 ends. That is, if NO in step S2620, it is considered that the driver's physical condition is normal, the process proceeds to step S2630, and a process for obtaining a learning value is performed. On the other hand, if “YES” in the step S2620, the process of FIG. 6 ends without performing the process of obtaining the learning value.

ステップS2630において、相互相関演算部361は、メモリ310に保存されている重心位置の時間データと、車両加速度の時間データとから、相互相関を計算し、相関値のピーク値の時間遅れを算出する。ステップS2640において、学習値制御部362は、算出した時間遅れの平均値を学習値としてメモリ310に保存する。その後、図6の処理は終了する。   In step S2630, the cross-correlation calculation unit 361 calculates the cross-correlation from the time data of the center of gravity position stored in the memory 310 and the time data of the vehicle acceleration, and calculates the time delay of the peak value of the correlation value. . In step S2640, the learning value control unit 362 stores the calculated average value of time delay in the memory 310 as a learning value. Thereafter, the process of FIG. 6 ends.

図7は、第1実施形態の運転者体調検知装置において運転者の体調を判定する手順の一例を概略的に示すフローチャートである。図7のフローは、予め定められた時間(例えば100msec)毎に実行される。   FIG. 7 is a flowchart schematically showing an example of a procedure for determining the physical condition of the driver in the driver physical condition detection device of the first embodiment. The flow in FIG. 7 is executed every predetermined time (for example, 100 msec).

ステップS2700において、体調判定部322は、メモリ310に保存されている車両10の左右方向における加速度の時間データのうち(本実施形態では、例えば10秒間のデータ)、最新の加速度CAnをメモリ310から取得する。ステップS2710において、体調判定部322は、取得した車両の左右方向における最新の加速度CAnの絶対値が、加速度閾値ACth以上であるか否かを判定する。車両の左右方向における最新の加速度CAnの絶対値が加速度閾値ACth未満であれば(ステップS2710でNO)、図7の処理は終了する。一方、車両の左右方向における最新の加速度CAnの絶対値が加速度閾値ACth以上であれば(ステップS2710でYES)、処理は、ステップS2720に進む。   In step S <b> 2700, the physical condition determination unit 322 obtains the latest acceleration CAN from the memory 310 among the time data of acceleration in the left-right direction of the vehicle 10 stored in the memory 310 (in this embodiment, for example, data for 10 seconds). get. In step S2710, the physical condition determination unit 322 determines whether the acquired absolute value of the latest acceleration CAn in the left-right direction of the vehicle is greater than or equal to the acceleration threshold ACth. If the absolute value of the latest acceleration CAn in the left-right direction of the vehicle is less than the acceleration threshold ACth (NO in step S2710), the process in FIG. 7 ends. On the other hand, if the absolute value of the latest acceleration CAn in the left-right direction of the vehicle is greater than or equal to acceleration threshold ACth (YES in step S2710), the process proceeds to step S2720.

上述のように、本実施形態では、例えばACth=0.1[G]である。また、例えば図3のセクション(A)において、時刻t1は、車両の左右方向における加速度CAの絶対値が0.1[G]以上になった時刻である。時刻t2は、その後、車両の左右方向における加速度CAの絶対値が0.1[G]未満になった時刻である。時刻t3は、その後、車両の左右方向における加速度CAの絶対値が0.1[G]以上になった時刻である。時刻t4は、その後、車両の左右方向における加速度CAの絶対値が0.1[G]未満になった時刻である。   As described above, in this embodiment, for example, ACth = 0.1 [G]. For example, in section (A) of FIG. 3, time t1 is the time when the absolute value of acceleration CA in the left-right direction of the vehicle is 0.1 [G] or more. Thereafter, time t2 is the time when the absolute value of acceleration CA in the left-right direction of the vehicle becomes less than 0.1 [G]. The time t3 is a time when the absolute value of the acceleration CA in the left-right direction of the vehicle becomes 0.1 [G] or more thereafter. Thereafter, time t4 is the time when the absolute value of the acceleration CA in the left-right direction of the vehicle becomes less than 0.1 [G].

したがって、例えば図3のセクション(A)において、最初から時刻t1までの間はステップS2710でNOとなり、図7の処理は終了する。その後は、時刻t1から時刻t2までの間、および、時刻t3から時刻t4までの間において、それぞれ、ステップS2710でYESとなり、処理はステップS2720に進む。   Therefore, for example, in the section (A) of FIG. 3, during the period from the beginning to the time t1, NO is determined in step S2710, and the process of FIG. 7 ends. Thereafter, between time t1 and time t2 and between time t3 and time t4, YES is obtained in step S2710, and the process proceeds to step S2720.

また、例えば図4のセクション(A)において、時刻t11は、車両の左右方向における加速度CAの絶対値が0.1[G]以上になった時刻である。時刻t12は、その後、車両の左右方向における加速度CAの絶対値が0.1[G]未満になった時刻である。時刻t13は、その後、車両の左右方向における加速度CAの絶対値が0.1[G]以上になった時刻である。時刻t14は、その後、車両の左右方向における加速度CAの絶対値が0.1[G]未満になった時刻である。   For example, in section (A) of FIG. 4, time t11 is the time when the absolute value of acceleration CA in the left-right direction of the vehicle becomes 0.1 [G] or more. Thereafter, time t12 is the time when the absolute value of acceleration CA in the left-right direction of the vehicle becomes less than 0.1 [G]. Thereafter, time t13 is the time when the absolute value of acceleration CA in the left-right direction of the vehicle becomes equal to or greater than 0.1 [G]. Thereafter, time t14 is a time when the absolute value of acceleration CA in the left-right direction of the vehicle becomes less than 0.1 [G].

したがって、例えば図4のセクション(A)において、最初から時刻t11までの間はステップS2710でNOとなり、図7の処理は終了する。その後は、時刻t11から時刻t12までの間、時刻t13から時刻t14までの間において、それぞれ、ステップS2710でYESとなり、処理はステップS2720に進む。   Therefore, for example, in the section (A) of FIG. 4, NO is determined in step S2710 from the beginning to the time t11, and the process of FIG. 7 ends. Thereafter, between time t11 and time t12 and between time t13 and time t14, YES is obtained in step S2710, and the process proceeds to step S2720.

図7に戻って、ステップS2720において、相互相関演算部361は、重心位置の時間データと車両加速度の時間データとから相互相関を計算し、相関値のピーク値の時間遅れを算出する。ステップS2730において、体調判定部322は、メモリ310に保存されている時間遅れの学習値をメモリ310から取得する。   Returning to FIG. 7, in step S2720, the cross-correlation calculating unit 361 calculates the cross-correlation from the time data of the center of gravity and the time data of the vehicle acceleration, and calculates the time delay of the peak value of the correlation value. In step S <b> 2730, the physical condition determination unit 322 acquires a time-lag learning value stored in the memory 310 from the memory 310.

ステップS2740において、体調判定部322は、ステップS2720で算出された時間遅れが、ステップS2730で取得された学習値のK1倍以下であるか否かを判別する。算出された時間遅れが学習値のK1倍より大きければ(ステップS2740でNO)、図7の処理は終了する。算出された時間遅れが学習値のK1倍以下であれば(ステップS2740でYES)、処理はステップS2750に進む。   In step S2740, the physical condition determination unit 322 determines whether the time delay calculated in step S2720 is equal to or less than K1 times the learning value acquired in step S2730. If the calculated time delay is greater than K1 times the learned value (NO in step S2740), the process in FIG. 7 ends. If the calculated time delay is equal to or less than K1 times the learned value (YES in step S2740), the process proceeds to step S2750.

ステップS2750において、体調判定部322は、運転者の体調が異常であると判定して、警報制御部325にその旨を通知する。ステップS2760において、警報制御部325は、警報音発生器201及び警報ランプ202を作動させて、体調が異常であることを運転者に報知して、図7の処理は終了する。   In step S2750, the physical condition determination unit 322 determines that the physical condition of the driver is abnormal, and notifies the alarm control unit 325 accordingly. In step S2760, the alarm control unit 325 operates the alarm sound generator 201 and the alarm lamp 202 to notify the driver that the physical condition is abnormal, and the process in FIG. 7 ends.

以上説明されたように、第1実施形態では、相互相関演算部361は、重心位置の時間データと車両加速度の時間データとから相互相関を計算し、相関値のピーク値の時間遅れを算出する。体調判定部322は、時間遅れが学習値のK1倍以下であれば、運転者の体調が異常であると判定する。運転者が体調不良になると、若干の意識低下から首又は上半身の筋力が低下し、上半身に力を入れることが困難であるため、車両10の左右方向における加速度が増大すると、運転者の重心位置が追従して移動してしまう。その結果、車両の加速度CAの時間データに対して、運転者の重心位置GCの時間データに時間遅れが殆ど生じない。したがって、この第1実施形態によれば、運転者の体調の異常状態が進行する前の早い段階で、運転者の体調の異常を検出することができる。   As described above, in the first embodiment, the cross-correlation calculating unit 361 calculates the cross-correlation from the time data of the gravity center position and the time data of the vehicle acceleration, and calculates the time delay of the peak value of the correlation value. . The physical condition determination unit 322 determines that the physical condition of the driver is abnormal if the time delay is equal to or less than K1 times the learning value. When the driver is in poor physical condition, the muscle strength of the neck or upper body is reduced due to a slight decrease in consciousness, and it is difficult to apply force to the upper body. Therefore, when the acceleration in the left-right direction of the vehicle 10 increases, Will follow and move. As a result, there is almost no time delay in the time data of the center of gravity position GC of the driver with respect to the time data of the acceleration CA of the vehicle. Therefore, according to the first embodiment, the abnormality of the driver's physical condition can be detected at an early stage before the abnormal state of the driver's physical condition progresses.

また、この第1実施形態では、学習値制御部362は、車両10のイグニションスイッチがオンにされてから予め定められた時間が経過するまでの間は、運転者の体調が正常であるとみなして、この間に得られた時間遅れの平均値を学習値としてメモリ310に保存する。このように、車両10のイグニションスイッチがオンにされる度に、学習値を求めているため、その運転者に適切な学習値を得ることができる。したがって、この第1実施形態によれば、運転者の体調の良否を正確に判定できる。   In the first embodiment, the learning value control unit 362 considers that the driver's physical condition is normal until a predetermined time elapses after the ignition switch of the vehicle 10 is turned on. Thus, the average value of the time delay obtained during this time is stored in the memory 310 as a learning value. Thus, since the learning value is obtained each time the ignition switch of the vehicle 10 is turned on, an appropriate learning value can be obtained for the driver. Therefore, according to this 1st Embodiment, the quality of a driver | operator's physical condition can be determined correctly.

なお、上記第1実施形態では、相互相関の時間遅れを学習値と比較しているが、これに限られない。例えば、相互相関の時間遅れを予め定められた判定閾値と比較してもよい。   In the first embodiment, the time delay of the cross correlation is compared with the learning value, but the present invention is not limited to this. For example, the time delay of the cross correlation may be compared with a predetermined determination threshold.

図8は、上記第1実施形態の運転者体調検知装置が搭載された車両の図1と異なる構成を概略的に示すブロック図である。図8のCPU320は、図1のCPU320が備える学習値制御部362を備えていない。図8の体調判定部322は、相互相関の時間遅れが、メモリ310に予め保存されている判定閾値以下であれば、運転者の体調が異常であると判定する。判定閾値は、例えば実験的に予め定められて、メモリ310に予め保存されている。判定閾値は、例えば3秒程度であってもよい。   FIG. 8 is a block diagram schematically showing a configuration different from FIG. 1 of the vehicle on which the driver physical condition detection device of the first embodiment is mounted. The CPU 320 in FIG. 8 does not include the learning value control unit 362 provided in the CPU 320 in FIG. The physical condition determination unit 322 of FIG. 8 determines that the physical condition of the driver is abnormal if the time delay of the cross-correlation is equal to or less than the determination threshold value stored in the memory 310 in advance. The determination threshold value is predetermined experimentally, for example, and stored in the memory 310 in advance. The determination threshold may be about 3 seconds, for example.

図9は、図8の構成において運転者の体調を判定する手順の一例を概略的に示すフローチャートである。図9のフローは、予め定められた時間(例えば100msec)毎に実行される。   FIG. 9 is a flowchart schematically showing an example of a procedure for determining the physical condition of the driver in the configuration of FIG. The flow in FIG. 9 is executed every predetermined time (for example, 100 msec).

図9のステップS2700,S2710,S2720は、図7のステップS2700,S2710,S2720と同じである。ステップS2720に続くステップS2900において、体調判定部322は、時間遅れの判定閾値をメモリ310から取得する。   Steps S2700, S2710, and S2720 in FIG. 9 are the same as steps S2700, S2710, and S2720 in FIG. In step S <b> 2900 subsequent to step S <b> 2720, the physical condition determination unit 322 acquires a time delay determination threshold value from the memory 310.

ステップS2910において、体調判定部322は、ステップS2720で算出された時間遅れが判定閾値以下であるか否かを判別する。算出された時間遅れが判定閾値より大きければ(ステップS2910でNO)、図9の処理は終了する。算出された時間遅れが判定閾値以下であれば(ステップS2910でYES)、処理はステップS2750に進む。ステップS2750,S2760は、それぞれ、図7のステップS2750,S2760と同じである。   In step S2910, the physical condition determination unit 322 determines whether or not the time delay calculated in step S2720 is equal to or less than a determination threshold value. If the calculated time delay is greater than the determination threshold (NO in step S2910), the process in FIG. 9 ends. If the calculated time delay is equal to or smaller than the determination threshold value (YES in step S2910), the process proceeds to step S2750. Steps S2750 and S2760 are the same as steps S2750 and S2760 in FIG. 7, respectively.

このように、相互相関の時間遅れを予め定められた判定閾値と比較しても、上記第1実施形態と同様に、運転者の体調の異常状態が進行する前の早い段階で、運転者の体調の異常を検出することができる。   Thus, even when the time delay of the cross-correlation is compared with a predetermined determination threshold, as in the first embodiment, at the early stage before the abnormal state of the driver's physical condition progresses, Abnormal physical condition can be detected.

(第2実施形態)
図10は、第2実施形態の運転者体調検知装置が搭載された車両の構成を概略的に示すブロック図である。第1実施形態では、運転者の重心位置の時間データを用いて運転者の体調を判定していたのに対して、この第2実施形態では、運転者の頭部の加速度の時間データを用いて運転者の体調を判定している。
(Second Embodiment)
FIG. 10 is a block diagram schematically showing the configuration of a vehicle on which the driver physical condition detection device of the second embodiment is mounted. In the first embodiment, the driver's physical condition is determined using the time data of the driver's center of gravity, whereas in the second embodiment, the driver's head acceleration time data is used. To determine the physical condition of the driver.

第2実施形態の車両10は、カメラ101、加速度センサ102、警報音発生器201、警報ランプ202、ECU300を備えている。   The vehicle 10 of the second embodiment includes a camera 101, an acceleration sensor 102, an alarm sound generator 201, an alarm lamp 202, and an ECU 300.

カメラ101(運転者検出部の一例)は、車両10の室内の例えば運転席の前方の天井に、カメラ101の光軸が車両10の運転者用シートを向くように取り付けられる。カメラ101は、車両10の運転者を前方から撮像して、左右方向に動く運転者の頭部を撮像する。カメラ101は、撮像したフレーム画像を例えば1/60秒ごとにECU300に出力する。代替的に、カメラ101は、車両10の室内の運転者用シートの上方の天井に、カメラ101の光軸が車両10の運転者用シートを向くように取り付けられてもよい。さらに代替的に、複数のカメラが、車両10の室内の天井等に、各々の光軸が車両10の運転者用シートを向くように取り付けられてもよい。カメラ101は、車両10の運転者の頭部の左右方向における動きを撮像できるように、車両10の室内に取り付けられていればよい。   The camera 101 (an example of a driver detection unit) is attached to, for example, a ceiling in front of a driver's seat in the vehicle 10 so that the optical axis of the camera 101 faces the driver's seat of the vehicle 10. The camera 101 images the driver of the vehicle 10 from the front and images the head of the driver moving in the left-right direction. The camera 101 outputs the captured frame image to the ECU 300, for example, every 1/60 seconds. Alternatively, the camera 101 may be attached to the ceiling above the driver's seat in the vehicle 10 so that the optical axis of the camera 101 faces the driver's seat of the vehicle 10. Further alternatively, a plurality of cameras may be attached to the ceiling or the like of the interior of the vehicle 10 so that each optical axis faces the driver's seat of the vehicle 10. The camera 101 only needs to be attached to the interior of the vehicle 10 so that the movement of the driver's head in the left-right direction can be imaged.

第2実施形態では、CPU320は、メモリ310に保存されているプログラムに従って動作することにより、加速度制御部321、体調判定部322、加速度演算部323、頭部検出部324、警報制御部325、相互相関演算部361、学習値制御部362として機能する。   In the second embodiment, the CPU 320 operates according to a program stored in the memory 310, thereby causing an acceleration control unit 321, a physical condition determination unit 322, an acceleration calculation unit 323, a head detection unit 324, an alarm control unit 325, and a mutual control. It functions as a correlation calculation unit 361 and a learning value control unit 362.

頭部検出部324は、カメラ101により撮像されたフレーム画像から、例えばテンプレートマッチングによって、運転者の頭部を検出する。頭部検出部324は、カメラ101の撮像範囲内における、運転者の頭部の例えば中心の位置座標を、フレーム画像毎にメモリ310に保存する。頭部検出部324は、予め定められた時間分の運転者の頭部の位置座標の時間データをメモリ310に保存する。予め定められた時間が例えば1秒間で、フレーム画像が1/60秒ごとにカメラ101から出力される場合には、60個の運転者の頭部の位置座標の時間データがメモリ310に保存されることとなる。   The head detection unit 324 detects the driver's head from the frame image captured by the camera 101, for example, by template matching. The head detection unit 324 stores, for example, the position coordinates of the center of the driver's head in the imaging range of the camera 101 in the memory 310 for each frame image. The head detection unit 324 stores time data of the position coordinates of the driver's head for a predetermined time in the memory 310. For example, when a predetermined time is 1 second and a frame image is output from the camera 101 every 1/60 seconds, time data of 60 driver's head position coordinates is stored in the memory 310. The Rukoto.

加速度演算部323は、メモリ310に保存されている運転者の頭部の位置座標の時間データを用いて、運転者の頭部の動きの左右方向における加速度を算出する。例えば、加速度演算部323は、フレーム画像ごとの頭部の位置座標からフレーム画像間の移動距離を算出し、算出した移動距離のフレーム画像ごとの変化量から加速度を算出する。加速度演算部323は、予め定められた時間分の運転者の頭部の動きの加速度の時間データをメモリ310に保存する。上述のように、予め定められた時間が例えば1秒間で、フレーム画像が1/60秒ごとにカメラ101から出力される場合には、60個の運転者の頭部の動きの加速度の時間データがメモリ310に保存されることとなる。   The acceleration calculation unit 323 uses the time data of the position coordinates of the driver's head stored in the memory 310 to calculate the acceleration in the left-right direction of the movement of the driver's head. For example, the acceleration calculation unit 323 calculates the movement distance between the frame images from the position coordinates of the head for each frame image, and calculates the acceleration from the amount of change of the calculated movement distance for each frame image. The acceleration calculation unit 323 stores time data of acceleration of the movement of the driver's head for a predetermined time in the memory 310. As described above, when a predetermined time is 1 second, for example, and a frame image is output from the camera 101 every 1/60 seconds, 60 driver's head movement acceleration time data Is stored in the memory 310.

体調判定部322は、車両10の動きの左右方向における加速度の変化に対して、運転者の頭部の動きの左右方向における加速度の変化に時間遅れが生じているか否かに基づき、運転者の体調が異常であるか否かを判定する。   The physical condition determination unit 322 determines whether or not there is a time delay in the change in acceleration in the horizontal direction of the movement of the head of the driver with respect to the change in acceleration in the horizontal direction of the movement of the vehicle 10. It is determined whether or not the physical condition is abnormal.

図11、図12は、車両10の動きの左右方向における加速度CAの時間変化と、運転者の頭部の動きの左右方向における加速度HDの時間変化とを概略的に示す図である。図11は運転者の体調が正常な場合を示し、図12は運転者が体調不良の場合を示す。   FIGS. 11 and 12 are diagrams schematically showing a temporal change in the acceleration CA in the left-right direction of the movement of the vehicle 10 and a temporal change in the acceleration HD in the left-right direction of the movement of the driver's head. FIG. 11 shows a case where the driver's physical condition is normal, and FIG. 12 shows a case where the driver is in poor physical condition.

図11における車両の加速度CAの変化に対する頭部の加速度HDの変化の時間遅れT1と、図12における車両の加速度CAの変化に対する頭部の加速度HDの変化の時間遅れT2とを比較すると、T1>T2になっている。   When the time delay T1 of the change in the head acceleration HD with respect to the change in the vehicle acceleration CA in FIG. 11 is compared with the time delay T2 in the change in the head acceleration HD with respect to the change in the vehicle acceleration CA in FIG. > T2.

この理由は、以下の通りであると考えられる。すなわち、運転者が体調不良の場合、首の筋力が低下しているため、車両の加速度CAの変化に追従して、頭部の加速度HDが変化することから、時間遅れT2は比較的小さい。これに対して、運転者の体調が正常の場合、首の筋力に力を入れて、車両の加速度CAの変化に抵抗しようとするため、頭部の加速度HDの変化の時間遅れT1は比較的大きい。   The reason is considered as follows. That is, when the driver is in poor physical condition, the neck muscle strength is reduced, and the head acceleration HD changes following the change in the acceleration CA of the vehicle. Therefore, the time delay T2 is relatively small. On the other hand, when the driver's physical condition is normal, the time delay T1 of the change in the head acceleration HD is relatively large because the driver tries to resist the change in the acceleration CA of the vehicle by putting effort into the muscle strength of the neck. large.

図10に戻って、体調判定部322は、車両10の動きの左右方向における加速度が予め定められた加速度閾値ACth以上のときにのみ、運転者の体調が異常であるか否かの判定を行う。この理由は、車両10の動きの左右方向における加速度が小さいときは、運転者が正常である場合と異常である場合とで、車両の加速度CAの変化に対する頭部の加速度HDの変化の時間遅れに有意差が生じないからである。この実施形態では例えば、ACth=0.1[G]に設定されている。   Returning to FIG. 10, the physical condition determination unit 322 determines whether the physical condition of the driver is abnormal only when the acceleration in the left-right direction of the movement of the vehicle 10 is equal to or greater than a predetermined acceleration threshold ACth. . The reason for this is that when the acceleration of the movement of the vehicle 10 in the left-right direction is small, the time delay of the change in the head acceleration HD with respect to the change in the vehicle acceleration CA, depending on whether the driver is normal or abnormal. This is because no significant difference occurs. In this embodiment, for example, ACth = 0.1 [G] is set.

相互相関演算部361は、加速度制御部321によってメモリ310に保存された車両10の左右方向における加速度の時間データと、加速度演算部323によってメモリ310に保存された運転者の頭部の左右方向における加速度の時間データと、の相互相関を計算する。相互相関は、上述のように、2つの関数(本実施形態では、車両10の左右方向における加速度の時間データを表す関数及び運転者の頭部の左右方向における加速度の時間データを表す関数)を畳み込む畳み込みの式のうち、片方の関数の信号配列の順序を逆順にして畳み込むと、求められる。相互相関演算部361は、求めた相互相関から時間遅れを算出する。   The cross-correlation calculation unit 361 includes acceleration time data in the left-right direction of the vehicle 10 stored in the memory 310 by the acceleration control unit 321 and left-right direction of the driver's head stored in the memory 310 by the acceleration calculation unit 323. The cross-correlation with acceleration time data is calculated. As described above, the cross-correlation has two functions (in this embodiment, a function representing time data of acceleration in the left-right direction of the vehicle 10 and a function representing time data of acceleration in the left-right direction of the driver's head). Of the convolution formulas, the signal sequence of one of the functions is reversed and the convolution is obtained. The cross correlation calculation unit 361 calculates a time delay from the obtained cross correlation.

図13、図14は、車両10の左右方向における加速度CAの時間データと運転者の頭部の左右方向における加速度HDの時間データとの一例を概略的に示す図である。図13、図14において、横軸は時間[秒]を表し、左側の縦軸は頭部の加速度[G]を表し、右側の縦軸は車両10の加速度[G]を表す。図13は、体調が正常な運転者の場合を示し、図14は、体調が異常な運転者の場合を示す。   13 and 14 are diagrams schematically illustrating an example of time data of acceleration CA in the left-right direction of the vehicle 10 and time data of acceleration HD in the left-right direction of the driver's head. 13 and 14, the horizontal axis represents time [seconds], the left vertical axis represents head acceleration [G], and the right vertical axis represents vehicle 10 acceleration [G]. FIG. 13 shows the case of a driver with normal physical condition, and FIG. 14 shows the case of a driver with abnormal physical condition.

図13、図14に示されるように、直線道路を走行していた車両10がカーブに進入することによって、車両10の左右方向における加速度が増大し、この加速度の増大に応じて、運転者の頭部の左右方向における加速度が増大する。体調が正常な運転者は、車両10の左右方向における加速度が増大すると、この加速度の増大によって頭部が揺れないように、首の筋肉に力を入れて、頭部が揺れないようにしようとする。このため、車両の加速度CAの時間データと運転者の頭部の加速度HDの時間データとの相互相関に、時間遅れが生じる。   As shown in FIG. 13 and FIG. 14, when the vehicle 10 traveling on the straight road enters the curve, the acceleration in the left-right direction of the vehicle 10 increases, and according to the increase in the acceleration, the driver's The acceleration in the left-right direction of the head increases. A driver who is in good physical condition tries to prevent the head from shaking by applying force to the neck muscles so that the head does not shake due to the increase in acceleration when the acceleration in the left-right direction of the vehicle 10 increases. To do. For this reason, a time delay occurs in the cross-correlation between the time data of the acceleration CA of the vehicle and the time data of the acceleration HD of the driver's head.

これに対して、体調不良の運転者は、車両10の左右方向における加速度が増大すると、首の筋力が低下しているため、車両の加速度の増大に、頭部の加速度が追従する。その結果、車両の加速度CAの時間データに対して、頭部の加速度HDの時間データに時間遅れが殆ど生じない。   On the other hand, when the acceleration in the left-right direction of the vehicle 10 increases, the driver with poor physical condition decreases the neck muscle strength, so that the acceleration of the head follows the increase in the acceleration of the vehicle. As a result, there is almost no time delay in the time data of the head acceleration HD with respect to the time data of the acceleration CA of the vehicle.

図10に戻って、学習値制御部362は、車両10のイグニションスイッチがオンにされてから予め定められた時間が経過するまでの間は、運転者の体調が正常であるとみなして、この間に得られた車両10の加速度CAの時間データと頭部の加速度HDの時間データとの相互相関の時間遅れの平均値を学習値としてメモリ310に保存する。   Returning to FIG. 10, the learning value control unit 362 assumes that the physical condition of the driver is normal until a predetermined time elapses after the ignition switch of the vehicle 10 is turned on. The average value of the time delay of the cross-correlation between the time data of the acceleration CA of the vehicle 10 and the time data of the head acceleration HD obtained in the above is stored in the memory 310 as a learning value.

体調判定部322は、車両10の左右方向における加速度CAの時間データと運転者の頭部の左右方向における加速度HDの時間データとの相互相関の時間遅れと、メモリ310に保存されている学習値とを比較し、その比較結果に基づき、運転者の体調が異常であるか否かを判定する。具体的には、体調判定部322は、車両の加速度CAの時間データと運転者の頭部の加速度HDの時間データとの相互相関の時間遅れが学習値のK2倍以下であれば、運転者の体調が異常であると判定する。係数K2は、1未満の値であり、本実施形態では例えば、K2=0.5に設定されている。係数K2は、係数K1と同じ値でもよく、異なる値でもよい。体調判定部322は、運転者の体調が異常であると判定すると、運転者の体調が異常であることを警報制御部325に通知する。   The physical condition determination unit 322 includes a time delay of cross-correlation between time data of acceleration CA in the left-right direction of the vehicle 10 and time data of acceleration HD in the left-right direction of the driver's head, and a learning value stored in the memory 310. And based on the comparison result, it is determined whether or not the driver's physical condition is abnormal. Specifically, the physical condition determination unit 322 determines that the driver has a time delay of cross-correlation between time data of the vehicle acceleration CA and time data of the driver's head acceleration HD less than or equal to K2 times the learned value. Is determined to be abnormal. The coefficient K2 is a value less than 1, and in this embodiment, for example, K2 = 0.5. The coefficient K2 may be the same value as the coefficient K1 or a different value. If the physical condition determination unit 322 determines that the driver's physical condition is abnormal, the physical condition determination unit 322 notifies the alarm control unit 325 that the physical condition of the driver is abnormal.

体調判定部322は、車両10の動きの左右方向における加速度が予め定められた加速度閾値ACth以上のときにのみ、運転者の体調が異常であるか否かの判定を行う。この理由は、車両10の動きの左右方向における加速度が小さいときは、運転者が正常である場合と異常である場合とで、加速度CAの時間データと頭部の加速度HDの時間データとの相互相関の時間遅れに有意差が生じないからである。この実施形態では例えば、ACth=0.1[G]に設定されている。   The physical condition determination unit 322 determines whether or not the driver's physical condition is abnormal only when the acceleration in the left-right direction of the movement of the vehicle 10 is equal to or greater than a predetermined acceleration threshold ACth. This is because when the acceleration of the movement of the vehicle 10 in the left-right direction is small, the time data of the acceleration CA and the time data of the head acceleration HD are different depending on whether the driver is normal or abnormal. This is because there is no significant difference in the correlation time delay. In this embodiment, for example, ACth = 0.1 [G] is set.

この第2実施形態における加速度制御部321による車両の加速度取得手順は、図5に示される第1実施形態の手順と同じである。   The vehicle acceleration acquisition procedure by the acceleration control unit 321 in the second embodiment is the same as the procedure in the first embodiment shown in FIG.

図15は、この第2実施形態の運転者体調検知装置における頭部の加速度取得手順の一例を概略的に示すフローチャートである。図15のフローは、予め定められた時間毎(例えばカメラ101からのフレーム画像の出力毎、つまり本実施形態では1/60sec毎)に実行される。   FIG. 15 is a flowchart schematically showing an example of a head acceleration acquisition procedure in the driver physical condition detection device of the second embodiment. The flow in FIG. 15 is executed at predetermined time intervals (for example, every frame image output from the camera 101, that is, every 1/60 sec in this embodiment).

ステップS3300において、頭部検出部324は、カメラ101により撮像されたフレーム画像のデータを取得する。ステップS3310において、頭部検出部324は、取得したフレーム画像から運転者の頭部を検出し、運転者の頭部の例えば中心の位置座標を算出する。ステップS3320において、頭部検出部324は、予め定められた時間分の運転者の頭部の位置座標の時間データをフレーム画像毎にメモリ310に保存する。つまり、頭部検出部324は、新しい位置座標のデータが得られると、最も古い位置座標のデータをメモリ310から消去して、予め定められた時間分の位置座標のデータがメモリ310に保存されるようにしている。   In step S <b> 3300, the head detection unit 324 acquires frame image data captured by the camera 101. In step S3310, the head detection unit 324 detects the driver's head from the acquired frame image, and calculates, for example, the position coordinates of the center of the driver's head. In step S3320, the head detecting unit 324 stores time data of the position coordinates of the driver's head for a predetermined time in the memory 310 for each frame image. That is, when the new position coordinate data is obtained, the head detection unit 324 deletes the oldest position coordinate data from the memory 310 and stores the position coordinate data for a predetermined time in the memory 310. I try to do it.

ステップS3330において、加速度演算部323は、メモリ310に保存されている運転者の頭部の位置座標の時間データを用いて、運転者の頭部の動きの左右方向における加速度を算出する。ステップS3340において、加速度演算部323は、予め定められた時間分の運転者の頭部の動きの加速度の時間データをメモリ310に保存する。ステップS3320と同様に、加速度演算部323は、新しい加速度のデータが得られると、最も古い加速度のデータをメモリ310から消去して、予め定められた時間分の加速度のデータがメモリ310に保存されるようにしている。その後、図15の処理は終了する。   In step S3330, the acceleration calculation unit 323 calculates the acceleration in the left-right direction of the movement of the driver's head using the time data of the position coordinates of the driver's head stored in the memory 310. In step S <b> 3340, the acceleration calculation unit 323 stores the time data of the acceleration of the driver's head movement for a predetermined time in the memory 310. Similar to step S3320, when new acceleration data is obtained, the acceleration calculation unit 323 deletes the oldest acceleration data from the memory 310, and the acceleration data for a predetermined time is stored in the memory 310. I try to do it. Thereafter, the process of FIG. 15 ends.

図16は、この第2実施形態の運転者体調検知装置における時間遅れの学習値を算出する手順の一例を概略的に示すフローチャートである。図16のフローは、予め定められた時間(例えば100msec)毎に実行される。   FIG. 16 is a flowchart schematically showing an example of a procedure for calculating a learning value of time delay in the driver physical condition detection device of the second embodiment. The flow in FIG. 16 is executed every predetermined time (for example, 100 msec).

ステップS3400において、学習値制御部362は、車両10のイグニションスイッチがオンにされてから予め定められた時間が経過したか否かを判定する。   In step S3400, learned value control unit 362 determines whether or not a predetermined time has elapsed since the ignition switch of vehicle 10 was turned on.

車両10のイグニションスイッチがオンにされてから予め定められた時間が経過していなければ(ステップS3400でNO)、処理はS3410に進む。一方、車両10のイグニションスイッチがオンにされてから予め定められた時間が経過していれば(ステップS3400でYES)、図16の処理は終了する。すなわち、ステップS3400でNOであれば、運転者の体調が正常であるとみなされて、処理はステップS3410に進んで、学習値を求める処理が行われる。一方、ステップS3400でYESであれば、学習値を求める処理は行わずに、図16の処理は終了する。   If the predetermined time has not elapsed since the ignition switch of the vehicle 10 was turned on (NO in step S3400), the process proceeds to S3410. On the other hand, if a predetermined time has elapsed since the ignition switch of vehicle 10 was turned on (YES in step S3400), the process in FIG. 16 ends. That is, if NO in step S3400, the driver's physical condition is considered normal, and the process proceeds to step S3410 to perform a process for obtaining a learning value. On the other hand, if “YES” in the step S3400, the process of FIG. 16 ends without performing the process of obtaining the learning value.

ステップS3410において、相互相関演算部361は、メモリ310に保存されている頭部の加速度の時間データと、車両の加速度の時間データとから、相互相関を計算し、相関値のピーク値の時間遅れを算出する。ステップS3420において、学習値制御部362は、算出した時間遅れの平均値を学習値としてメモリ310に保存する。その後、図16の処理は終了する。   In step S3410, the cross-correlation calculating unit 361 calculates the cross-correlation from the time data of the head acceleration stored in the memory 310 and the time data of the vehicle acceleration, and the time delay of the peak value of the correlation value. Is calculated. In step S3420, the learning value control unit 362 stores the calculated average value of time delay in the memory 310 as a learning value. Thereafter, the process of FIG. 16 ends.

図17は、この第2実施形態の運転者体調検知装置において運転者の体調を判定する手順の一例を概略的に示すフローチャートである。図17のフローは、予め定められた時間(例えば100msec)毎に実行される。   FIG. 17 is a flowchart schematically showing an example of a procedure for determining the physical condition of the driver in the driver physical condition detection device of the second embodiment. The flow in FIG. 17 is executed every predetermined time (for example, 100 msec).

ステップS2700,S2710は、図7のステップS2700,S2710と同じである。ステップS2710に続くステップS3500において、相互相関演算部361は、頭部の加速度の時間データと車両の加速度の時間データとから相互相関を計算し、相関値のピーク値の時間遅れを算出する。ステップS3510において、体調判定部322は、メモリ310に保存されている時間遅れの学習値をメモリ310から取得する。   Steps S2700 and S2710 are the same as steps S2700 and S2710 in FIG. In step S3500 following step S2710, the cross-correlation calculation unit 361 calculates a cross-correlation from the head acceleration time data and the vehicle acceleration time data, and calculates a time delay of the peak value of the correlation value. In step S <b> 3510, the physical condition determination unit 322 acquires a time-lag learning value stored in the memory 310 from the memory 310.

ステップS3520において、体調判定部322は、ステップS3500で算出された時間遅れが、ステップS3510で取得された学習値のK2倍以下であるか否かを判別する。算出された時間遅れが学習値のK2倍より大きければ(ステップS3520でNO)、図17の処理は終了する。算出された時間遅れが学習値のK2倍以下であれば(ステップS3520でYES)、処理はステップS2750に進む。ステップS2750,S2760は、図7のステップS2750,S2760と同じである。   In step S3520, the physical condition determination unit 322 determines whether the time delay calculated in step S3500 is equal to or less than K2 times the learning value acquired in step S3510. If the calculated time delay is larger than K2 times the learned value (NO in step S3520), the process in FIG. 17 ends. If the calculated time delay is equal to or less than K2 times the learning value (YES in step S3520), the process proceeds to step S2750. Steps S2750 and S2760 are the same as steps S2750 and S2760 in FIG.

以上説明されたように、第2実施形態では、相互相関演算部361は、頭部の加速度の時間データと車両加速度の時間データとから相互相関を計算し、相関値のピーク値の時間遅れを算出する。体調判定部322は、時間遅れが学習値のK2倍以下であれば、運転者の体調が異常であると判定する。運転者が体調不良になると、若干の意識低下から首又は上半身の筋力が低下し、上半身に力を入れることが困難であるため、車両10の左右方向における加速度が増大すると、頭部の加速度が追従してしまう。その結果、車両の加速度CAの時間データに対して、運転者の頭部の加速度HDの時間データに時間遅れが殆ど生じない。したがって、この第2実施形態によれば、運転者の体調の異常状態が進行する前の早い段階で、運転者の体調の異常を検出することができる。   As described above, in the second embodiment, the cross-correlation calculating unit 361 calculates the cross-correlation from the time data of the head acceleration and the time data of the vehicle acceleration, and calculates the time delay of the peak value of the correlation value. calculate. The physical condition determination unit 322 determines that the physical condition of the driver is abnormal if the time delay is equal to or less than K2 times the learned value. When the driver is in a poor physical condition, the muscle strength of the neck or upper body is reduced due to a slight decrease in consciousness, and it is difficult to apply force to the upper body. It will follow. As a result, there is almost no time delay in the time data of the acceleration HD of the driver's head with respect to the time data of the acceleration CA of the vehicle. Therefore, according to the second embodiment, the abnormality of the driver's physical condition can be detected at an early stage before the abnormal state of the driver's physical condition progresses.

また、この第2実施形態では、第1実施形態と同様に、学習値制御部362は、車両10のイグニションスイッチがオンにされてから予め定められた時間が経過するまでの間は、運転者の体調が正常であるとみなして、この間に得られた時間遅れの平均値を学習値としてメモリ310に保存する。このように、車両10のイグニションスイッチがオンにされる度に、学習値を求めているため、その運転者に適切な学習値を得ることができる。したがって、この第2実施形態によれば、第1実施形態と同様に、運転者の体調の良否を正確に判定できる。   Further, in the second embodiment, as in the first embodiment, the learned value control unit 362 allows the driver to wait until a predetermined time elapses after the ignition switch of the vehicle 10 is turned on. The average value of the time delay obtained during this time is stored in the memory 310 as a learning value. Thus, since the learning value is obtained each time the ignition switch of the vehicle 10 is turned on, an appropriate learning value can be obtained for the driver. Therefore, according to the second embodiment, the quality of the driver's physical condition can be accurately determined as in the first embodiment.

なお、上記第2実施形態では、相互相関の時間遅れを学習値と比較しているが、これに限られない。例えば、相互相関の時間遅れを予め定められた判定閾値と比較してもよい。   In the second embodiment, the time delay of the cross-correlation is compared with the learning value, but is not limited to this. For example, the time delay of the cross correlation may be compared with a predetermined determination threshold.

図18は、上記第2実施形態の運転者体調検知装置が搭載された車両の図10と異なる構成を概略的に示すブロック図である。図18のCPU320は、図10のCPU320が備える学習値制御部362を備えていない。図18の体調判定部322は、相互相関の時間遅れが、メモリ310に予め保存されている判定閾値以下であれば、運転者の体調が異常であると判定する。判定閾値は、例えば実験的に予め定められて、メモリ310に予め保存されている。判定閾値は、例えば3秒程度であってもよい。   FIG. 18 is a block diagram schematically showing a configuration different from FIG. 10 of the vehicle on which the driver physical condition detection device of the second embodiment is mounted. The CPU 320 in FIG. 18 does not include the learning value control unit 362 provided in the CPU 320 in FIG. The physical condition determination unit 322 in FIG. 18 determines that the physical condition of the driver is abnormal if the time delay of the cross-correlation is equal to or less than a determination threshold value stored in the memory 310 in advance. The determination threshold value is predetermined experimentally, for example, and stored in the memory 310 in advance. The determination threshold may be about 3 seconds, for example.

図19は、図18の構成において運転者の体調を判定する手順の一例を概略的に示すフローチャートである。図19のフローは、予め定められた時間(例えば100msec)毎に実行される。   FIG. 19 is a flowchart schematically showing an example of a procedure for determining the physical condition of the driver in the configuration of FIG. The flow in FIG. 19 is executed every predetermined time (for example, 100 msec).

図19のステップS2700,S2710は、それぞれ、図7のステップS2700,S2710と同じである。図19のステップS3500は、図17のステップS3500と同じである。図19のステップS2900,S2910は、それぞれ、図9のステップS2900,S2910と同じである。図19のステップS2750,S2760は、それぞれ、図7のステップS2750,S2760と同じである。   Steps S2700 and S2710 in FIG. 19 are the same as steps S2700 and S2710 in FIG. 7, respectively. Step S3500 in FIG. 19 is the same as step S3500 in FIG. Steps S2900 and S2910 in FIG. 19 are the same as steps S2900 and S2910 in FIG. 9, respectively. Steps S2750 and S2760 in FIG. 19 are the same as steps S2750 and S2760 in FIG. 7, respectively.

このように、相互相関の時間遅れを予め定められた判定閾値と比較しても、上記第2実施形態と同様に、運転者の体調の異常状態が進行する前の早い段階で、運転者の体調の異常を検出することができる。   Thus, even if the time delay of the cross-correlation is compared with a predetermined determination threshold, as in the second embodiment, at the early stage before the abnormal state of the driver's physical condition progresses, Abnormal physical condition can be detected.

101 カメラ
102 加速度センサ
103 シートセンサ
310 メモリ
321 加速度制御部
322 体調判定部
323 加速度演算部
324 頭部検出部
351 圧力データ取得部
352 重心位置演算部
361 相互相関演算部
362 学習値制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Camera 102 Acceleration sensor 103 Sheet sensor 310 Memory 321 Acceleration control part 322 Physical condition determination part 323 Acceleration calculation part 324 Head detection part 351 Pressure data acquisition part 352 Center of gravity position calculation part 361 Cross correlation calculation part 362 Learning value control part

Claims (8)

車両を運転する運転者の体調を検知する運転者体調検知装置であって、
前記車両の走行中の動きの変化を検出する車両検出部と、
前記運転者の動きの変化を検出する運転者検出部と、
前記走行中の動きの変化に対する前記運転者の動きの変化の追従度合を算出する演算部と、
前記追従度合に基づき、前記運転者の体調が異常であるか否かの判定処理を実行する体調判定部と、
を備え
前記演算部は、前記追従度合として、前記走行中の動きの変化に対する前記運転者の動きの変化の時間遅れを算出し、
前記体調判定部は、前記時間遅れが基準時間以下のときに、前記運転者の体調が異常であると判定する、
転者体調検知装置。
A driver physical condition detection device for detecting a physical condition of a driver driving a vehicle,
A vehicle detection unit for detecting a change in movement of the vehicle during travel;
A driver detector for detecting a change in the movement of the driver;
A calculation unit that calculates a tracking degree of the change in the driver's movement with respect to the change in movement during the driving;
A physical condition determination unit that executes a determination process as to whether or not the driver's physical condition is abnormal based on the following degree;
Equipped with a,
The calculation unit calculates a time delay of the change of the driver's movement with respect to the change of the movement during the travel as the tracking degree,
The physical condition determination unit determines that the physical condition of the driver is abnormal when the time delay is equal to or less than a reference time;
OPERATION's physical condition sensing device.
前記車両検出部は、前記車両の左右方向における前記走行中の動きの変化を検出し、
前記運転者検出部は、前記左右方向における前記運転者の動きの変化を検出し、
前記演算部は、前記左右方向における前記走行中の動きの変化に対する、前記左右方向における前記運転者の動きの変化の追従度合を算出する、
請求項1に記載の運転者体調検知装置。
The vehicle detection unit detects a change in movement during the traveling in the left-right direction of the vehicle,
The driver detection unit detects a change in the driver's movement in the left-right direction,
The calculation unit calculates a follow-up degree of a change in the driver's movement in the left-right direction with respect to a change in the movement in the left-right direction.
The driver's physical condition detection device according to claim 1.
前記運転者検出部は、前記運転者の動きの変化として、前記運転者の重心位置の変化を検出し、
前記演算部は、前記走行中の動きの変化に対する前記重心位置の変化の追従度合を算出する、
請求項1又は2に記載の運転者体調検知装置。
The driver detection unit detects a change in the center of gravity position of the driver as a change in the driver's movement,
The calculation unit calculates a follow-up degree of the change in the center of gravity position with respect to the change in movement during the traveling.
The driver physical condition detection device according to claim 1 or 2.
前記運転者検出部は、前記運転者の動きの変化として、前記運転者の頭部の加速度を検出し、
前記演算部は、前記走行中の動きの変化に対する前記頭部の加速度の追従度合を算出する、
請求項1又は2に記載の運転者体調検知装置。
The driver detection unit detects acceleration of the driver's head as a change in the driver's movement,
The calculation unit calculates a degree of follow-up of acceleration of the head with respect to a change in movement during the running.
The driver physical condition detection device according to claim 1 or 2.
前記演算部は、前記走行中の動きの時間変化と前記運転者の動きの時間変化との相互相関を計算して、前記時間遅れを算出する、
請求項に記載の運転者体調検知装置。
The calculation unit calculates the time delay by calculating a cross-correlation between the time change of the movement during the travel and the time change of the driver's movement,
The driver's physical condition detection device according to claim 1 .
前記体調判定部は、前記走行中の動きの変化の大きさが予め定められた閾値以上のときのみ、前記判定処理を実行する、
請求項1〜のいずれか1項に記載の運転者体調検知装置。
The physical condition determination unit executes the determination process only when the magnitude of the change in movement during running is equal to or greater than a predetermined threshold.
The driver's physical condition detection device according to any one of claims 1 to 5 .
前記車両検出部は、前記走行中の動きの変化として前記車両の加速度を検出する加速度センサを含む、
請求項1〜のいずれか1項に記載の運転者体調検知装置。
The vehicle detection unit includes an acceleration sensor that detects an acceleration of the vehicle as a change in movement during the traveling.
The driver's physical condition detection device according to any one of claims 1 to 6 .
車両を運転する運転者の体調を検知する運転者体調検知装置における運転者体調検知方法であって、
前記車両の走行中の動きの変化を検出する車両検出工程と、
前記運転者の動きの変化を検出する運転者検出工程と、
前記走行中の動きの変化に対する前記運転者の動きの変化の追従度合を算出する演算工程と、
前記追従度合に基づき、前記運転者の体調が異常であるか否かの判定処理を実行する体調判定工程と、
を備え
前記演算工程は、前記追従度合として、前記走行中の動きの変化に対する前記運転者の動きの変化の時間遅れを算出し、
前記体調判定工程は、前記時間遅れが基準時間以下のときに、前記運転者の体調が異常であると判定する、
転者体調検知方法。
A driver physical condition detection method in a driver physical condition detection device for detecting a physical condition of a driver driving a vehicle,
A vehicle detection step of detecting a change in movement of the vehicle during travel;
A driver detection step of detecting a change in the movement of the driver;
A calculation step of calculating a follow-up degree of the change in the driver's movement with respect to the change in movement during the driving;
Based on the degree of follow-up, a physical condition determination step for executing a determination process of whether or not the driver's physical condition is abnormal,
Equipped with a,
The calculation step calculates, as the tracking degree, a time delay of the change in the driver's movement with respect to the change in movement during the running,
The physical condition determination step determines that the physical condition of the driver is abnormal when the time delay is equal to or less than a reference time.
OPERATION's physical condition detection method.
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